package com.sunqianhu.algorithm.sort;

public class MergeSort {
    /**
     * 对指定范围内的数组进行排序，并使用辅助数组进行合并
     * @param arr 原始数组
     * @param left 左边界索引
     * @param right 右边界索引
     * @param temp 辅助数组
     */
    private static void sort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2; //中间点
            sort(arr, left, mid, temp); //对左边部分递归排序
            sort(arr, mid + 1, right, temp); //对右边部分递归排序
            merge(arr, left, mid, right, temp); //合并两个有序子数组
        }
    }

    /**
     * 合并两个有序子数组
     * @param arr 原始数组
     * @param left 左边界索引
     * @param mid 中间点索引
     * @param right 右边界索引
     * @param temp 辅助数组
     */
    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        int i = left;   //左边部分的开始索引
        int j = mid + 1; //右边部分的开始索引
        int k = 0;      //temp数组的当前索引

        // 当两边都有未处理完的数据时，比较并放入temp中
        while (i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[k++] = arr[i++];
            } else {
                temp[k++] = arr[j++];
            }
        }

        //到这一步必定有一个数组已经完全复制到temp中了，
        //所以剩余的数组中剩下的数据全部复制到temp中
        // 如果左边还有剩余，直接复制到temp
        while (i <= mid) {
            temp[k++] = arr[i++];
        }

        // 如果右边还有剩余，直接复制到temp
        while (j <= right) {
            temp[k++] = arr[j++];
        }

        // 将temp中的数据复制回原数组对应位置
        for (int m = 0; m < k; m++) {
            arr[left + m] = temp[m];
        }
    }

    /**
     * 打印数组的方法
     * @param arr 要打印的数组
     */
    public static void printArray(int[] arr) {
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4};

        System.out.println("原数组:");
        printArray(arr);

        int length = arr.length;
        int[] temp = new int[length]; // 辅助数组用于合并操作
        sort(arr, 0, length - 1, temp);

        System.out.println("排序后数组:");
        printArray(arr);
    }
}
